필름종류와 특성

나일론 (nylon)

최초에 공업화된 것은 듀퐁(Du Pont)사의 칼로자스에 의해 발명된 나일론66으로 1939년 합성 섬유에 이용되었다. 또한 나일론6은 독일 1.G. 회사의 슈락에 의하여 1942년 합성 섬유에 이용되었다. 현재 공업화되어 있는 나일론은 6, 66, 610, 11. 12 등으로 최근에는 46, MXD6 등도 공업화되어 있지만 양적으로는 나일론 6과 66이 압도적으로 많다. 여러가지 타입의 나일론의 제일 큰 차이는 융점이다. n형 중 나일론 6의 융점은 215°C, 나일론 11는 187°C, 나일론 12는 183°C이다. mn 타입 중 나일론 46은 2780, 나일론 66은 255°C, 나일론 610은 2130이다. 나일론의 일반적인 물리화학적 성질로는 강인하며 내마모성, 내약품성, 내열 · 내한성, 내충격성, 접착성이 우수하다. 식품공업용도에 관해서 모든 나일론이 식품과의 직접 접촉용도에 사용 가능하다. 그렇지만 용기 · 기구로 사용되는 것은 거의 2축연신 나일론6필름이 연포장 파우치의 표기재로 다량 사용되고 있는 외에 미연신 6필름이나 고압출 필름이 심교용으로 사용되고 있다.

나일론은 열가소성 때문에 융해되어 섬유가 된다. 성형물로써 기어, 베어링, 필름, 전선 피복 등이 널리 이용되고 있다. 특징으로 내충격성, 내굴곡성, 염색성, 인장강도 등이 뛰어나다. 표면경도가 크고 마찰계수가 작으며, 자기 윤활성이 있다. 전기 특성, 저온 특성이 뛰어나고 자기 소화성이 있다. 내약품성이 뛰어나고, 기름에 강하다. 흡수에 의해 다소의 치수 변화가 있고, 물성도 변화한다.

1940년부터 본격적으로 나일론을 시판하면서 류종사는 여성용 브라우스에 사용되던 값비싼 비단을 대체하려는 전략을 사용, 때마침 태평양전쟁으로 일본으로부터 실크 수입이 단절되는 바람에 급속도로 여성 고급 의류 시장을 잠식할 수 있었다. 나일론은 중합 응축반응을 통해 만들어진 고분자 물질로 아주 질기고 탄력성이 있으며 마모에도 강한 특성이 있다. 곰팡이나 벌레에 해를 입지 않고, 흡습성이 2%로 낮기 때문에 물에 젖어도 빨리 마르며 세탁이 간편하나, 땀을 흡수하지 못하는 것이 단점이기도 하다.

알루미늄 박 (aluminium foil)

알루미늄 또는 알루미늄합금(알루미늄99.3%이상)을 반복 압연하여 만든 두께가 0.006~0.2mm까지인 것으로 경질박과 연질박이 있다. 단순히 알루미늄박이라고 하는 경우에는 연질박을 가리킨다. 알루미늄의 우수한 신전성과 내식성을 이용하여 알루미늄을 종이와 같이 얇두께 4.3~150μm 정도) 판판하게 압연한 시트를 알루미늄박이라 한다. 알루미늄박은 두 가지 방법으로 생산되고 있는데, 하나는 가열된 알루미늄 덩어리를 일정 압력 하에서 로울 사이를 통과시켜 압연하여 원하는 두께로 제조하는 방법이고, 다른 하나는 연속적으로 주조하여 냉각압연하는 방법이다. 알루미늄박의 특성은 미려한 금속의 전시효과가 있고 차광성, 수증기 차단성, 가스차단성, 보향성이 우수하다. 가공적성도 우수하며 내열성, 내한성 및 치수안정성도 우수하다. 알루미늄박은 여러 가지 형태와 제품으로 가공되는데 성형된 용기로는 도시락 용기, 접시 등으로 이용되는 외에 종이와 플라스틱 등과 결합하여 다양하게 사용된다.

혹은, 알루미늄박의 방습성, 기체 차단성, 보향성 및 차광성 등의 장점을 살리고, 핀홀(pinhole)이 생기기 쉽고 기계적강도가 강한 약점을 보완하기 위하여 다른 기재와 박충으로 적층하여 만든 필름을 가리키기도 한다. 종이와의 적층품은 금속광택면을 살린 밝고 화려한 느낌을 받는 고급스런 느낌과 이면의 매트면을 이용한 부드러운 느낌을 연출할 수가 있다. 용도로서는 라벨류가 많고 차별화와 고급스런 이미지를 부각시키는 목적으로 사용된다. 플라스틱 필름과의 접착품은 차단성을 부여하는 목적으로 사용되는 경우가 많고, 플라스틱 필름의 사이에 샌드위치 되는 것에 의해 차단성이 향상한다. 종래 엷은 7pm 정도의 알루미늄박은 핀홀이 생기기 쉬우며, 물리적인 운동이 가해짐에 따라 끊어지기 쉬운 결점이 있다. 이것을 플라스틱 필름 사이에 적층시키므로 핀홀의 발생을 막고 기계적 강도를 조절하여 장기보존이 가능한 포장재료로 사용한다.

3) 제품형태

일자봉투, 스탠드봉투, 지퍼봉투, M봉투, T봉투 등 모든 형태가 가능

※ 래미네이트 알루미늄 호일의 투습도(ks a 1557)
※ 투습도는 KS A 1013[방습포장재료의 투습도 시험방법 (컵법)의 온습도 조건
   (온도 ±1°C, 상대습도90 ±2%)에 의함

알루미늄 증착 필름 (aluminum metallized film)

1/10,000~1/1,000,000 torr 정도의 진공 하에서 알루미늄을 1,500°C 이상으로 가열하면 알루미늄이 증발하여, 플라스틱필름이나 종이 등의 기재 위에 응착한다. 이것을 알루미늄 증착 필름이라고 한다. 증착막의 두께는 400~800 이고 증착면은 금속 알루미늄박과 같은 외관을 보이고 있다. 기재필름으로는 진공 중에 수분, 가소제, 분해가스 등의 발포가 없고 알루미늄과 친화성이 좋은 폴리에스테르 필름이 주로 쓰인다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌은 그대로는 접착성이 뒤떨어지기 때문에, 코로나(corona) 처리 등이 필요하다. 증착필름의 용도는 금은실, 장식용 외에 미려한 외관과 가스차단성 및 빛차단성을 이용한 포장용, 콘덴서용의 전기재료 등이 있다. 또한 증착면의 광선반사효과를 이용하여 농업용에도 쓰이고 있다.

폴리아미드(PA, polyamide) 수지(resin)

폴리스틸렌(Polystyren)은 제2차 세계대전 중 군수용으로 공업적 발전을 이룩하였으나, 종전과 더불어 새로운 용도를 개척하여 공업용 및 가정용품으로서 각 방면에 진출하여 특히 사출에 의한 성형은 일반가정에 널리 보급되었다. 폴리스틸렌은 단독중합체와 스틸렌의 공중합체의 이중으로 대별할 수 있다. 폴리스틸렌은 투명성, 내수성과 함께 여러 가지 특성을 가지고 있으면서 간단하고 약한 결점을 가지고 있기 때문에 필름이나 시이트로서는 실용성이 별로 없고 두꺼운 시이트나 조며 관계에 쓰이는 정도였다. 그러나 최근에는 다음과 같은 재료가 개발됨으로써 상품보호 및 특수제품의 겉포장용으로 널리 이용되고 있으며, 방의 방음벽 및 용기류로도 급격히 증가하고 있다. 특히 우려할 점은 선진국을 비롯한 제국가에 있어 폐기물처리의 공해상 문제점으로 등장하여 증가일로의 한계점에 도달한 점이 없지 않다는 점이다.

근래에 와서 냉과용기의 뚜껑이나 그밖의 식품용기의 성형재료로서 사용되고 있으며, 식품위생의 견지에서 여러 가지 문제점이 있는 폴리염화비닐(PVC) 식품용기를 대신하여 OPS의 사용도는 크게 증가하였다.

이축연신 하이 임펙트(HI) 폴리스틸렌 필름(약칭 OPI)을 기재로 해서 여기에 상당한 표면처리를 시공하여 인쇄성을 개량한 것으로서 플라스틱 특유의 표면광택과 내습성을 특징으로 하고 있다.

출현당시는 ‘제3지’라 하여 크게 기대된 품목이었으나 인쇄용지로서는 성장하지 못하고 생선회 접시, 기타 식품용기 성형재로서 수요가 늘었다.

필름, 시트(sheet)는 대부분 진공성형 또는 압축성형에 의해 성형 가공되어 사용된다. 물론 필름 그 자체에 인쇄 또는 엠보싱 등을 하여 포장재로써 사용되기도 하나 성형 가공되어 쓰여지는 예가 더 많다.

식품포장은 위생규제가 엄하기 때문에 첨가제, 가소성, 안전제를 필요로 하는 폴리염화비닐(PVC) 시이트는 많은 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 식품포장에는 원칙적으로 첨가제를 필요로 하지 않는 필름을 요한다.

1) 박내 HT 시트 항산화제의 사용을 규제한 그레이드(Grade)가 위생면의 배려로 냉과, 음료용기로서 사용되며, 이밖에도 잡화류에도 사용되고 있다.

2) 이축연신 폴리스틸렌 필름 및 시이트 투명도와 광택이 좋기 때문에 투명성을 살린 용기에 사용된다. 최근에 소재의 순도가 높기 때문에 진공증착에 적합한 것이 설정되어 증착 시트로서 각종 용기의 성형방법이 개발되어 미려한 증착용기가 급격히 보급되고 있다.

3) 발포 폴리스틸렌 페이퍼(PSP) 생선회 접시, 계란용기 시트 등에 사용된다. 단열성이 좋기 때문에 냉과의 보냉용기, 따뜻한 음식물의 보온용기로서도 사용된다.

폴리에스터 (Polyester)

다염기산과 다가알코올(polyhydric alcohol)의 중축합반응에 의해서 얻어지는 중합체로 분자의 주쇄에 에스테르결합을 갖고 있기 때문에 이러한 이름이 붙었다. 포화 폴리에스테르와 불포화 폴리에스테르로 대별된다. 포화 폴리에스테르는 선상 중합체로 열가소성이 있다. 한편 불포화 폴리에스테르는 열경화성으로 가교에 의해 경화한다. 포화 폴리에스테르의 대표적인 것은 폴리에틸렌프탈레이트와 에틸렌 글리콜과의 축중합물이다. 공업적으로는 디메틸에틸 트리프탈레이트와 에틸렌글리콜을 에스테르 교환반응에 의해 제조된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 결정성으로 융점 264°C, 2차 전이점 670, 비중 1.38로 기계적 성질과 내약품성이 우수하고 섬유나 필름의 접착용으로 사용된다. 필름은 보통 이축연신되어 강도가 높아지며 복합필름의 기재나 진공증착필름, 금은사 등에 사용된다. 비닐 단위체(예컨대 스티렌, 메틸 메타아크릴레이트)에 용해한 저점도의 액체이지만 과산화물을 첨가하여 열 경화성 수지를 얻는다. 강화 플라스틱, 도료, 주형용 수지 등의 용도가 있다.

포장용 필름은 우수한 가스 및 수분차단 특성을 바탕으로 스낵용, 레토르트용과 같은 식품포장재의 주요 소재로 광범위하게 활용되며, 표면처리 기술을 적용하여 인쇄성, 접착성, 주행성, 작업성 등 고기능성과 우수한 가공적성을 가지고 있다. 스낵용, 레토르트용. 기타식품용 등의 포장용 폴리에스터가 있다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET, polyethyleneterephthalate)

흔히 PET라고도 한다. PET를 얻으려면 테레프탈산다이메틸과 에틸렌글리콜을 150~230°C에서 가열하여 에스터교환반응으로 Bis(3-하이드록시에틸테레프탈레이트를 얻는다. Bis(-하이드록시에틸테레프탈레이트를 1토르(torr) 이하에서 270~300°C로 가열하면 중축합이 이루어지면서 에틸렌글리콜을 내보내며 PET가 얻어진다. Bis(3-히드록시에틸 테레프탈레이트를 얻는 다른 방법은 고순도 테레프탈산과 에틸렌글리콜에 압력을 가하면서 약 230°C에서 반응시키는 것이다.

내열성, 강성, 전기적 성질 등이 뛰어나고, 높은 온도에 오랫동안 있어도 극한강도가 약간만 줄어든다. 결정성 플라스틱에 속하기 때문에 디젤유와 같은 기름에 대한 내성이 좋다. 그러나 분자사슬에 에스터결합이 있어 성형 제품이 높은 온도와 긴 시간에 걸쳐 산 또는 알카리에 잠기면 변화되기 쉬운 성질이 있다. 결정화가 늦으므로 사출성형에는 적합하지 않다. 그래서 조핵제를 첨가하거나 결정을 미결정으로 하는 등의 방법을 사용한다. 엔지니어링 플라스틱으로 이용하기 위해서는 유리섬유강화 PET를 사용하면 기계적 강도, 치수안정성 등이 좋아진다. 강화 PET는 열가소성수지 중에서 내열성이 매우 우수하고 피로강도, 전기적 특성 등도 우수하며, 온도와 습도의 영향을 덜 받는다. 합성섬유와 필름의 원료로 많이 사용된다. 강도, 내열성, 내후성, 내약품성 등이 뛰어나며, PET필름과 PET볼트 등 비섬유 분야에 대한 사용도 늘어나고 있다.

폴리에틸렌 (PE, polyethylene)

현재는 A류에 해당하는 저밀도 폴리에틸렌(연질 폴리에틸렌)과 C류에 해당하는 고밀도 폴리에틸렌(경질 폴리에틸렌)이 주요 제품인데, 저밀도 폴리에틸렌이 많이 제조된다. 저밀도 폴리에틸렌은 미량(量)의 공기를 촉매로 하여 1,000atm, 200°C 이상 고압하에서 가열하여 만들어지며, 따라서 일반적으로 고압 폴리에틸렌이라고 한다. 밀도 0.91 정도이며, 가지가 있기 때문에 분자 배열이 충분하지 않고 결정화된 부분이 65% 정도이기 때문에 말랑말랑해져서 잘 늘어나며, 인장강도는 약간 작지만 내충격성은 크다. 가공하기 쉽고 사용하기 쉽다. 각종 병을 비롯하여 냉장고의 제빙용 상자 등을 만들므로 가정에서 볼 수 있다.

고밀도 폴리에틸렌은 이른바 치글러나타촉매(사염화타이타늄과 삼에틸알루미늄으로 이루어지는 착염촉매)를 사용하여 약 700, 10atm 에서 에틸렌을 중합시킨다. 일반적으로 저압 폴리에틸렌이라고 하는데, [표]와 같이 연화(軟化) · 굳기 · 강도가 모두 크지만, 신장(
張)과 내충격성이 작고 촉감도 딱딱하다. 이것은 가지가 적고, 결정성이 커서 85%에 이르며, 밀도는 0.95를 넘는다. 폴리에틸렌은 녹으면서 스스로 연소한다. 이밖에 중압중합법(中重合法)으로 만들어지는 중압 폴리에틸렌이 있는데, 중압중합법에는 필립스법과 스탠더드법이 있다. 필립스법은 알루미나 실리카를 운반체로 하는 산화크로뮴을 촉매로 하여 70atm, 80°C에서 중합시키는 방법이며, 스탠더드법은 몰리브데넘 등 각종 촉매를 사용하여 150°C 이상, 100atm 이하에서 중합시키는 방법이다.

또 초고압법이라고 하여 3,000atm을 사용하는 방법도 있는데, 이들은 모두 고밀도 폴리에틸렌을 생산한다. 폴리에틸렌의 분자량은 대부분 5만~10만의 것이다. 앞에서 말한 것처럼 CH2만으로 구성되기 때문에 전기절연성이 우수하여 부피고유저항( 固有 ]이 1019 0 – cm에 이르며, 구조식에서 나타나듯이 C의 사슬을 중심으로 하여 대칭성이기 때문에 고주파 절연재료로도 가장 우수하다. 고압법 폴리에틸렌의 하전(荷)하의 열변형온도가 50°C, 저압법에서도 80°C 부근이라는 점을 제외하면 전기재료로서 뛰어난 재료이다.

각종 용기, 포장용 필름, 섬유, 파이프, 패킹, 도료 등에 사용된다. 버킷 · 컵 등은 압출성형( 成形)으로 만들어지고, 공업 약품용 용기, 액체세제 용기 등은 중공성형(中空成型)으로 만들어진다. 섬유는 데니어당 9g의 높은 인장력을 가지며, 주로 공업용 로프 등이 만들어진다. 최근에는 포장용 필름으로 많이 생산된다.

고밀도 폴리에틸렌 (HDPE, high density polyethylene, 高密度PE)

에틸렌의 중합(合)에 의해 생기는 열가소성(熱型性) 플라스틱인 폴리에틸렌 중에서, 저압법 (EN)이나 중압법에 의해 만들어진 경질 제품으로 분지가 적고 결정성이 높은 밀도 0.95 이상의 폴리에틸렌, 저압법은 10기압 60~80°C에서 중합하며 중압법은 30~40기압, 100~170°C에서 중합하는 필립스법과 70 기압, 230~270°C에서 폴리에틸렌을 얻는 스탠다드법이 있으며 공업적 제법에는 알킬알루미늄 할로겐화 티탄을 촉매로 하는 저압법(치글러 법)과 실리카 알루미나 크로미아 촉매에 의한 중압법(필립스 법)이 있다. 경도, 기계적 강도, 내열성, 내약품성, 내한성, 전기특성 등이 우수하나 가공성 등은 약간 열악하며 가공성, 내충격성이 떨어지고 투명도는 약간 낮다.

저밀도 폴리에틸렌 (고압법 폴리에틸렌, Low Density Polyethylene)

정유소( F)의 폐(廢)가스 또는 나프타 분해로 발생 · 분리되는 에틸렌가스를 고압에서 중합(重合)시키는 고압법으로 만든 저밀도 중밀도 폴리에틸렌을 말한다. ethylene(CH2 = CH2)에 산소나 과산화물 등의 라디칼 개시제를 가하여 150~300°C, 1,000~3,000kg/cm2의 조건에서 중합시켜 만들어진 폴리에틸렌이다. 고온, 고압의 반응조건 때문에 수지는 장쇄에 분기를 가진 것이 된다. 따라서 결정화도가 낮아 밀도가 저하하기 때문에 수지의 강성도 낮게 된다. 그러나 이 분자구조 때문에 용융 시에는 분자쇄가 엉켜 용융장력이 높게 된다. 이 특성이 양호한 열밀봉성을 주기 때문에 LLDPE는 밀봉충으로 널리 사용되고 있다. 특징은 부드러우며 투명도가 높고, 필름 · 시트 등에 많이 사용된다.

선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE, low density poly ethylene)

종래의 LDPE와는 분자구조가 달라서 그 차이에서 오는 수지의 물성변화가 포장재료로서의 필름 적성을 대폭 개선함으로서 물리적 강도는 물론 강성 및 마찰성, 절단성, 열봉합성 등이 향상되고, 내열 내한성, 내유성, 내약품성 등도 크게 뛰어난 필름을 얻을 수 있다.

1) 특성
기계적 작업성이 뛰어나다.
수중기 투과성이 낮고 가스투과성이 높으며 자외성 투과성이 높다.
독성이 없으며 맛도 없다.(무독, 무미)
Heat seal(열봉합)성이 좋으며 간단하다.
인쇄적성이 나쁘다.
식품이 산화하거나 변질 될 수 있다.
내열식품용으로 부적당하며 내한식품용으로 많이 쓰인다.
가격이 저렴하며 용매에는 쓸 수 없으며 유연성이 좋다.
비교적 저온에서 살균도 가능하다.
인장력이 좋으나 투명성이 P.P에 비해 떨어진다.
일반적으로 압출코팅이 많다.
다양한 색상첨가가 가능하다.
가장 일반적인 소재로서 대부분의 연포장에는 Sealant 밀폐 용으로 쓰인다.

2) 용도
냉동식품, 신선야채, 육류, 과자, Instant식품용, 미곡류, 섬유류포장, 비닐봉지, 겉포장류
건축용, 농업용, 공업용등 가장일반적으로 사용되어 지는 비닐

폴리염화비닐 (PVC, polyvinyl chloride)

염화비닐수지라고도 한다. 단독중합체라도 분자량에 따라 성질이 달라진다. 중합은 과산화물과 아조산계(azo) 촉매를 써서 이루어지는데, 빛 선의 조사(BN)로도 중합된다. 중합방식은 에멀션화 중합법과 서스펜션 중합법의 두 가지가 있으며, 물 속에 염화비닐을 분산시켜서 중합열을 분산시킨다. 반응조건에 따라 성질이 다른 각종 중합도의 것이 생긴다.

중합체는 결정성이 현저하게 낮아서 빛·열로 인해 분해하여 노란색 또는 갈색으로 착색되며, 기체적 성질이 열화(化)한다. 이 때문에 일반적으로 안정제를 배합한다. 실온에서 모든 산 · 알칼리 · 산화제에 안정하고, 아세톤 · 알코올 · 벤젠에도 녹지 않기 때문에 가공시의 접착이 어렵다. 테트라하이드로퓨란 · 사이클로헥사논 등에는 녹는다. 폴리염화비닐은 단독으로 비교적 단단하고 잘 부서지나, 프탈산다이옥과 같은 가소제를 첨가하면 탄성을 갖는다.

최고 사용온도는 60°C이고, 최저 사용온도는 내한성 가소제를 가해도 -20°C에서 연화된다. 염화비닐은 스타이렌 · 아세트산비닐 · 아크릴산메틸 • 염화비닐리덴 등과 혼성중합하며, 혼합중성체는 단독중합체보다 가공온도가 낮아 유연성이 있는데, 최근에는 단독중합체의 품질이 향상되고, 가공기술도 발달했기 때문에 특수용도 외에는 비교적 사용되지 않는다.

혼합한 후에 압출성형 하여 관 · 전선피복 등을, 캘린더 가공하여 필름시트 · 모조가죽을, 사출성형 하여 용기 및 전자기기제품을 만들 수 있다. 또한 날화 과정을 거치면 페이스트가 된다. 폴리에틸렌 제품과 비교하여 내한성과 신장성은 떨어지나 투명성 및 강도가 우수하며, 특히 수도관과 같은 경질제품을 제조하는데 압출성형 과정을 주로 이용한다.

폴리염화비닐을 주체로 한 합성섬유에는 테비론 · 엔비론 등이 있고, 혼성중합물로는 아비스코비니 (American viscose)을 비롯하여 몇 가지가 있다. 흡수성은 없으나 탄력이 있고 약품에 대한 저항력도 크지만 열에는 약하다. 가격이 비교적 싸고, 가소제를 넣어 경도가 자유롭게 변화되며, 착색도 자유로워 그용도가 넓다.

방담필름 (Anti Fogging Film)

청과물을 포장할때 호흡의 제어는 포재의 가스투과성이 문제가 된다. 선도보존에 최적의 산소농도는 청과물의 종류에 따라 다르다. 따라서 MA(modified atmosphere)포재는 대상에 따라 청과물의 종류에 맞게 가스투과율을 컨트롤해 포장내부에 산소농도를 최적화 한 것으로 선도보존을 하는 포장이다.

1) 방담처리 목적: 포장된 내용물의 경우(주로 야채포장) 야채 및 과일등 내용물의 호흡이나 포장 내외면의 온도차이 등으로인해 수분이 응축되며, 이로인해 소비자가 제품구매시에 내용물이 잘 보이지 않는 단점이 발생하고 내용물의 신선도를 확인하기 어렵기때문에 구매도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 또한 포장된 내용물에 응축된 물방울이 닿을 경우 내용물이 쉽게 변질되는 단점이 발생하므로 이를 개선하고자 방담처리를 한다. 이러한 문제점을 개선할 경우 내용물의 유통기한을 늘릴수 있는 장점이 있으므로 예전에는 선도 유지 필름으로도 표기되었다. (현재는 선도 유지 필름의 경우 CA포장 및 MA포장 등을 의미)

2) 방담필름 제조방법 방담 필름의 제조 방법은 표면 도포법과 내부 혼입법으로 크게 분류한다. 1 표면 도포법의 경우, 필름 제조후 방담제를 코팅하는 Type이며 초기 방담 효과는 우수하지만 응축된 수분에 의해 코팅된 방담제가 점차 소멸되는 단점이 있고 또한 상대적으로 내부 혼입법에비해 제조비용이 높다. 2 내부 혼입법의 경우 필름 제조시에 방담제를 함께 혼입하여 필름을 생산하는 Type이며 내층에 혼입된 방담제가 시간이 경과함에따라 조금씩 외충으로 이행(Migration)하므로 사용 기간이 길고 제조비용이 낮은 장점이 있다.

3) 방담(Anti fogging)필름 메카니즘 FOG라는 의미는 투명한 플라스틱의 표면에 수증기가 불연속적으로 물방울 형태로 응축되어 있는 상태를 말하며 이러한 FOG가 생기는 물리적인 상태는 다음과 같은 요인에 의한 것으로 요약된다. 1 필름 내부표면의 온도가 공기 수증기 혼합물의 이슬점 이하로 떨어질 때 2) 필름 표면 부근의 공기가 수증기를 보유할 수 없을 정도로 냉각되었을 때 3) 응축된 물방울의 표면장력과 필름의 임계 표면장력의 차가 클 때

4) 방담필름의 장점
① 유해가스 배출 및 통기성
② 결로현상 방지
③ 높은 투명성
④ 우수한 열접착성
⑤ 낮은 가격과 뛰어난 경제성

5) 방담필름의 용도 PE필름의 경우 비닐하우스용도로 주로 이용되며 PP 필름의 경우 대부분 야채 및 과일 포장용으로 사용된다. 국내에서는 아직 많이 이용되는 부분은 아니지만 미국 및 일본 등의 경우 과일도 슬라이스 Type으로 조각조각 판매된다. 국내의 경우 대부분이 콩나물 포장 등에 이용되며, 식빵 등 제빵용 포장필름으로 사용되기도 한다.

폴리프로필렌 (PP, polypropylene)

폴리필렌을 지글러(ziegler) 나터 촉매를 이용하여 중합해서 획득된다. 1953년에 이탈리아의 나터 교수에 의해서 입체규칙성을 지닌 최초의 폴리머로서 개발되었다. 헵탄의 용제에 플로필렌을 녹여넣고 촉매를 50~8010, 1~40기압으로 중합하는 슬러리법과 용제를 사용하지 않고 가압하에서 액상 프로필렌에 넣어 중합한 후에 용제를 사용하여 에택틱 폴리프로필렌과 촉매를 제외시키는 중합방법이 있다.

폴리프로필렌은 비결정성의 어텍틱, 입체규칙성이 있는 결정성의 아이소텍틱 및 신지오텍틱 폴리머가 있다. 폴리프로필렌은 폴리에틸렌에 비하여 밀도가 적고 가벼우명 투명으로 내열성, 스트레스 , 크래킹(stess craking)성에 우수하다. 포장재료로서 무연신, 이축연신, 다층의 각종필름, 결속자재, 수용액, 블로우병, 맥주 건테이너 등에 넓게 원료로서 이용되고있다.

폴리프로필렌 필름은 무연신 필름 (CPP 및 IPP)과 이축연신 필름(OPP) 등이 있지만 투명성 및 광택에 뛰어난 포장 재료로 이 쓰인다. 무연신필름은 투명성과 내열성에 우수하지만, 내한성이 좋지 않다. 가공방법이 비교적 간단하기 때문에 원가가 싸서 섬유 혹은 방 등의 식품의 경량물 포장에 사용된다. 이축연신필름은 종횡으로 연신된 필름으로 강도, 투명성, 내한성이 비약적으로 개량되어 방습성이 뛰어나 포장용에 쓰이는 외에 복합필름의 기재로서 각종 식품포장용에 사용된다. 세로 방향만 일축으로 연신된 것은 세로방향의 강도가 현저히 강하게 되는 성질을 이용하여 평직(flat yarn)이라고 하고 자루, 결속용 끈, 단일 필라멘트로 쓰인다.

CPP (Casting Polypropylene Film, 무연신PP) 필름

CPP 필름은 T-Die 공법으로 제조되어 두께가 균일하며 투명도와 광택이 우수할 뿐 아니라 인쇄적성이 뛰어난 매우 위생적인 필름으로 식품포장 등 유연포장 소재로 폭넓게 이용된다.

일반적 특성

열봉함성이 있다. (열봉함 온도가 150°C ~ 160°C 이상 요망)
투명성, 방습성 우수
표면경도가 크고 내열성이 LDPE 등에 대해 높다.
자동포장기 적성이 우수

용도

① 제빵류나 과일, 채소포장에 사용되며 폴리에틸렌을 대신하여 열접착용으로 라면, 제과, 스낵류의 라미네이션이 많이 사용
② 수분 및 산소차단이 요구될 때 알루미늄증착 무연신 필름이 사용되며 특히 내충격 및 내열성이 보강된 무연신 폴리프로필렌 필름은
레토르트 식품포장재로 사용
③ 사출성형 포장재로는 병이나 병마개 등으로 사용되고 있으며 에틸렌비닐알코올이나 폴리염화비닐리덴 같은 차단성 재료와 함께
공압출 되어 성형용기로도 사용
④ 그 외 탄산칼슘과 같은 무기물이 첨가된 열성형 전자레인지 식품용 트레이 용기로도 사용
⑤ 방습성이 우수하여 건조식품 (대표적인 김)에 가장 많이 사용되고, 표면인쇄를 하여 제빵포장에 많이 사용
⑥ 제과에서 캔디류와 같은 포장방법이 낙하식인 포장에도 일부 사용
⑦ 보일링 또는 레토르트 포장에도 많이 사용

CPP필름의 종류와 특징

물성표

표준생산규격

OPP (Oriented Polypropylene Film, 이축연신PP) 필름

PP(Poly prophylene)를 기계방향과 기계수직방향(일축 또는 이축)으로 연신을 하여 제조한 필름을 OPP 필름 이라고 한다. OPP film은 투명하며 광택이 있고 우수한 방습성을 지니고 있다. 최근 빙과, 스낵, 쿠키 등의 방습성 식품에서는 포장재의 다양화와 더불어 고방습성의 요구가 높아지고 있는 것이 현실이다. 포장재료도 Heat-Sealable OPP, PVDC Coated OPP/CPP, OPP/증착 CPP 등의 증착필름 사용구성 등 재료구성에 있어서 고급화가 진행되고 있다.

일반적 특성

① 투명성 및 표면광택도, 기계적 강도가 우수하여 각종 스낵류, 빵류, 라면류 등 각종 유연포장의 인쇄용으로 사용이 가능
② 방담성 (anto-fog)을 갖도록 처리된 방담필름은 과일이나 채소포장에 사용
③ white 필름이나 pear() 폴리프로필렌 필름은 기존의 종이대용이나 흰색 인쇄 대용으로 빙과류나 초코렛 제품류에 사용
(단, 일반적인 폴리프로필렌 필름과 달리 기공층이 형성되어 밀도가 0.56~0.65 사이로 단위무게당 표면적 넓이가 크다.)
④ 그 외 최근 폴리프로필렌 특유의 표면광택성을 표면 개질을 통하여 무광택으로 제조한 무광택 필름은 제품의 차별화를 위해 | 식품포장 및 쇼핑백 등에 사용

종류

EASY CUT 필름

가로 세로 방향에 Easy Cut 기능을 부여 안심하고 개봉할 수 있다.

장점 : PET, NY에 직선 CUT성 부여, 기계적성질 열적성질 강근성, 인쇄라미 가공적성, 수법안전성 우수
용도 : 레토르트 파우치, 냉동식품, 건강보조식품, 조미료, 무균밥, 젤리, 햄, 베이컨 등

차단성 필름

방습성, 산소가스 베리어성, 보향성이 우수한 산화알루미늄이나 투명증착 필름 특성: 고차단성(산소수증기) 베리어성, 일반과자봉투, 전자레인지 사용가능, 직접인쇄 가능 용도: 레토르트식품 및 산소 수증기베리어성을 요하는 식품, 일반과자봉투, 캔디포장, 햄리드 등

1. 가스 차단성 (gas barrier properties) 포장된 물품의 용기 외측 또는 안쪽으로부터 포장재료를 투과하여 산소, 탄산가스, 수증기 등의 기체나 방향(aroma), 향미(flavor) 등 유기화합물의 증기수송을 저지하는 성질.
포장재료를 통한 기체의 투과는 두 가지의 현상, 즉, 모세관 흐름과 활성화 확산흐름에 의해 이루어진다. 모세관 흐름이라고 하는 것은 기체분자가 작은 구멍, 예컨대 알미늄박의 핀홀(pinhole)이나 종이나 글래신지 같은 다공성의 기재를 지날 때에 일어나는 기체의 흐름이다. 기체끼리 충돌하면서 이동하는 분자의 집단운동으로 압력기울기가 구동력으로 투과량은 기체의 점도에 반비례하고 기체통로의 반경의 4승에 비례하며, 다공도나 포장재료의 양측의 압력차에 의해 결정된다. 활성화 확산흐름은 실질적으로 이동통로가 없는 플라스틱 필름에 기체분자가 용해되어 포장재 양측의 기체 증기압의 차에 따른 확산에 의하여 기체가 이동하는 현상이다. 기체분자의 열운동으로, 구동력은 필름 속에 녹아 들어간 기체의 농도 기울기이다. 기체가 플라스틱필름을 투과하는 기구로서 필름의 표면에 기체가 용해되어 농도가 낮은 쪽으로 확산하여 필름의 반대편에서 증발하여 기체의 이동이 일어난다고 하는 용해확산설이 일반적으로 받아들여지고 있다. 이 때 포장재의 기체투과도 또는 투과계수(permeability coefficient) P는 확산계수 (diffusion coefficient) D와 용해도계수(solubility coefficient) S의 곱으로 표시된다(P = DS).

※ 포장재의 기체투과도에 영향을 미치는 인자들
1) 온도: 열운동이 활발해져 차단성은 작게 된다.
2) 중합체의 화학적 성질과 구조: 예컨대 반복되는 단위의 관능기의 종류, 극성, 입체장해, 입체특이성 등
3) 결정화도 기체는 결정 가운데를 투과할 수 없다. 연신, 열처리 등으로 배향 결정화가 일어나면 필름의 차단성은 향상
4) 상용성이나 굴곡성의 지표인 응집 에너지밀도
5) 수증기에 대한 민감성 : 차단성이 좋은 수소결합이 파괴된다. 레토르트 조건의 고온, 고습에서 영향을 받는다.
6) 첨가제, 가소제 등의 첨가: 차단성이 감소한다. 차단성이 좋은 중합체로서, PVA, PVDC, EVOH, NYLON, PAN, PET, PVC 등이 있고 세라믹 증착필름 등도 개발되어 있다.

2. 자외선 차단필름 (A86ultraviolet-proof film)
식품용에 쓰이고 있는 자외선 차단필름에는 두 가지 있는데 플라스틱 수지에 자외선흡수제를 첨가하여 필름으로 한 것과 접착제에 자외선흡수제를 가하여 엽상 플라스틱필름으로 한 것이 있다. 자외선 흡수제를 첨가한 염화 비닐리덴 필름은 자외선B(280~315nm), 자외선A(315~380 nm)를 차단하고, 식육가공품이나 치즈의 변색이나 퇴색을 방지한다. 자외선 차단엽상 플라스틱 필름은 250 ~350nm의 자외선을 차단할 수 있다.

3. 폴리염화비닐리덴 (polyvinylidene chloride) 염화비닐리덴의 중합에 의해서 얻어지는 polymer. 연화점 185~200°C, 비중 1.44. 화학약품에 대하여 안정하다. 필름은 냉연신가공으로 만들어지지만 각종 가스 및 수증기에 대하여 투과율이 작고 차단성 필름으로 수산, 축산가공식품의 장기보존용의 포장재료에 쓰인다. 또한 필름의 밀착성을 이용하여 가정용 겉씌우기 (wrap)필름에도 쓰인다. 그밖에 용제에 녹여 혹은 에멀전화하여 셀로판이나 폴리프로필 연신 필름에 도포하여 소위 K 코드 필름을 얻는다.

적층필름 (laminated film, combinated film, composite film, structured film)

단체필름(plain film)에 대응하는 말로 성질이 다른 두 종류 이상의 플라스틱 필름이나 플라스틱과 지류, 알루미늄 박 등과 복합가공된 필름류의 총칭으로 그 종류는 거의 무한하다고 할 수 있을 정도로 다종다양하다. 이들의 발전은 최근 특히 그 이용이 일반화된 각종 플라스틱 재료의 개발, 가공기술과 가공설비의 진보, 이들 복합필름이 이용되는 내용상품의 성능 고도화 및 다양화, 특히 식품포장 분야에서의 상업포장, 경포장, 소비자 포장이 발달하면서 다양하게 개발되어 이용되고 있다.

복합필름의 제법은 다음과 같이 대별된다.
1) 도공필름: 필름의 단면 또는 양면에 여러 가지의 도공제를 사용하여 도공한 것
2) 적층필름2층 이상의 필름을 여러 가지 방법으로 적층하여 일체로 한 것
3) 공압출필름: 복수의 압출기에 하나의 공통된 die를 사용하여 다층의 필름을 동시에 압출하여 다층의 적층 필름을 일체로 한 것
4) 상기 1), 2), 3)의 적절한 조합법

또한 이들의 재료에는 종이나 알루미늄박 등도 함께 쓰는 것이 많아 이들을 총칭하여 유연성 복합 가공 포장재라고 한다.

적층 필름에 쓰이는 주된 가공용 플라스틱 재료나 기재필름(base film)으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리아마이드(PA)(나일론), 폴리에스터(PET), 폴리염화 비닐(PVC)(연질, 경질), 에틸렌초산 비닐 공중합체(EVA), 에틸렌초산 비닐 공중합체 검화물(EVOH), 아이오노머, 염화비닐리덴 공중합체(PVDC), 폴리비닐알코올(PVA), 아크릴계 수지, 폴리카보네이트(PC) 등이 있다. 또한 가공용 원지로서 상질지, 모조지, 글래신지, 양피지(parchment), 셀로판 등이 있고 고도차단성 포장재료로서는 알루미늄박, 알루미늄증착필름 또 세라믹(산화규소) 증착 필름 등이 이용된다.

공압출다층 필름 (coextruded multilayer film, composit film)

공압출성형법으로 얻어지는 다층필름으로 압출 라미네트(적층), 건식 라미네트, 무용제 라미네트, 고온 라미네트와는 달리 기재필름을 사용하지 않고, 용융수지로부터 직접 다층필름이 얻어진다. 사용하는 수지의 선택에 의해, 각종기능을 부여한 필름이 얻어진다. 예컨대 기체차단성이 뛰어난 필름, 열접착성이 뛰어난 필름, 중간에 재생수지를 넣고 양면에 비긴 수지를 사용하여 환경대책을 피한 필름도 성형할 수 있다.

미국에서 빵 포장용으로 셀로판의 대체로서 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/어틸렌 초비닐공중합체의 구성이 개발되었다. 염화비닐리덴 공중합체, 나일론 등을 포함하는 베리어형의 것도 있다. 필요한 수지를 필요한 만큼 구서에 도입되어 있는 것으로 외측에 내열성, 내측에는 히트실성, 심층()으로 베리어성, 내한성과 많은 기능을 지니게 할 수 있다. 특별히 고안한 다이를 사용하여 다이의 가운데 혹은 다이의 외측에 다층화를 이루어 1매의 필름으로 제조된다.

다층 필름 (multilayer film, 多層필름)

필름의 다기능화를 목적으로 종류가 다른 필름을 적층한 복합 필름. 예를 들면 폴리에틸렌의 우수한 기계적 특성과 셀로판의 인쇄 미려성을 조합한 필름과 나이론, 비닐알코올 에틸렌 공중합체 등의 조합에 의한 각종 다층 필름이 포장용 재료로 사용되고 있다.

셀로판 필름(cellophane film)

셀로판은 목재펄프의 섬유를 화학적으로 처리하여, 용액형태로하여 이것을 다시 응고재생하여 필름화한 것으로 재생(再生)셀룰로오스 필름이라 부른다. 종이는 나무의 섬유를 그대로 이용하여 만들어 지지만 셀로판은 나무의 섬유를 일단 액체로 하고 투명필름으로 만드는 것이다. 그렇기 때문에 셀로판에는 종이와 같은 특징이 나타내게 된다. 예를 들면 물에 약하다는 것이 특징

통기성(通氣性)필름

가스, 수증기, 등을 통과시키지만 물과 같은 액체는 통과되지 않는 필름을 말한다. 필름에 미세한 구멍이 뚫려 있는 것으로 연속 기포 구조의 발포 플라스틱 필름이 있으며, 레인 코트 옷감과 생선 식료품의 포장재료 등에 이용된다. 이와같이 빛을 차단하는 것을 차광포장이라 한다.

필름 소재별 용도